JP5514468B2 - 電気集塵装置及び電気集塵システム並びに該装置のメンテナンス方法 - Google Patents

Description

この発明は、電気集塵装置及び電気集塵システム並びに該装置のメンテナンス方法に係り、詳しくは、ヒュームコレクタとして用いて好適な電気集塵装置及び電気集塵システム並びに該装置のメンテナンス方法に関する。

近年、オフィス、レストラン、遊技施設、工場、住宅等における空気の清浄化が急速に進展しており、フィルタ方式よりも細かい空気中の微粒子を除去することのできる電気集塵装置（空気清浄機ともいう）が普及している。

特に、工場内では、例えば、溶接ヒュームのように健康を害する有害な微粒子が浮遊するような作業環境も存在することから、高性能で信頼性が高く安定して稼動するこのできる電気集塵装置を選択して組み込んだ電気集塵システムを設置することは重要である。

この種の電気集塵装置としては、吸込口から吸い込んだ空気を排気口から排気する流路途中に集塵ユニットを配置してその空気中に浮遊する微粒子を捕集する必要がある。そのために、その集塵ユニットでは、流路の上流側にコロナ放電を発生させて空気中の浮遊微粒子を帯電させた後に、その浮遊微粒子を電気的に捕集板に付着させる（例えば、特許文献１〜３）。

特開２００４−１７４４５６号公報 特開２００９−３４５９９号公報（図１） 特開平９−２８５７３９号公報（図１９、図２０）

しかしながら、このような電気集塵装置にあっては、作業空間を占有してしまわないように、例えば、天井側に大面積で開口する吸込口から作業環境内の空気を吸い込んで排気口から排気するように空気の流れを形成するダクト内に集塵ユニットが取り付けられる。このような場合には、ダクトは水平方向に延在するように設置されており、空気の流れの上流側と下流側が集塵ユニットの両側方に位置することになり、空気中の浮遊微粒子を付着させる捕集板の間の流路も水平方向に延在するようになる。このため、集塵ユニット内に空気を流通させるための吸引ファンは、その集塵ユニットの下流側で隣接する位置に取り付けることで、効率よく通風することができるようにされている。

ところで、例えば、工場内で使用される電気集塵装置では、大量に発生する溶接ヒュームなどの浮遊微粒子を処理する必要があることから、就業時間の開始から終了まで所望以上の集塵能力で稼動するように、１週間から３週間に１度作業を停止して、メンテナンスを行う必要がある。具体的には、ダクト内に取り付けられている集塵ユニット自体を交換して、業者などに清掃してもらう必要があった。

この集塵ユニットのメンテナンスは、就業時間後に交換作業を行う必要があり、清掃自体は業者に依頼するにしても費用がかかる。このことから、集塵ユニットの清掃メンテナンスを自動化しようとしたとしても、集塵ユニットの構成として、捕集板が水平となる姿勢になっていては、自動除去した塵埃を回収することができない。仮に、その捕集板を鉛直姿勢にしたとしても、下方に落下させることができず、同様に、自動除去した塵埃を回収することができない。また、特許文献３を参考にして、集塵ユニットのレイアウトを変更したとしても、その集塵ユニットの下流側に吸引ファンが隣接するので、同様に、自動除去した塵埃を回収することができない。

また、集塵ユニットの捕集板から塵埃を除去するために、打撃するなどして振動を加えて付着する塵埃を落下させるにしても、打撃が繰り返されると、装置フレームなどが変形したり、ネジ止めが緩んでしまうなどの不都合が発生する可能性がある。

また、集塵ユニットの清掃メンテナンスを自動化するといっても、その集塵ユニットから落下させる塵埃は、浮遊可能な程度に細かい微粒子であるので、効果的に回収することが難しい。

また、工場のように作業環境が広い空間内の空気を清浄にするためには、周囲の空気を効果的に吸引する必要があり、集塵ユニットの上流側では、流路の断面積を絞った状態で高速吸引した後に、集塵ユニットの大きな集塵面積内に均等に処理する空気が行き渡るようにする必要がある。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、集塵ユニットを設置したまま損傷させることなく清掃することを可能にして、使い勝手のよい電気集塵装置及び電気集塵システム並びに該装置のメンテナンス方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、この発明の構成は、吸込口から吸い込んだ空気を排気口から排気する流路途中に、前記空気を上部から流入させ下部から流出させる態様で集塵ユニットを配置して前記空気内に含まれる浮遊微粒子を捕集する電気集塵装置に係り、前記集塵ユニットは、コロナ放電を発生させることにより空気中の前記浮遊微粒子を帯電させる放電電極と、鉛直に立設され、前記放電電極により帯電された前記浮遊微粒子を電気的に付着させる捕集電極とから構成されており、前記集塵ユニットの前記捕集電極から付着する前記浮遊微粒子を剥離させて脱落させる脱塵手段と、前記集塵ユニットの流出口の下方に位置して脱落する前記浮遊微粒子を回収する回収手段とを備えてなると共に、前記吸込口の開口面積は、前記集塵ユニットの流入口の開口面積よりも小面積に形成されていて、前記集塵ユニットの上部には、前記吸込口から吸い込まれて前記ダクトから流入する空気を当該集塵ユニットの流入口の全面に均等に流入させるように調整する整流板が配設されていると共に、該整流板は、前記吸込口の全面に対面する面積を有する屋根型に形成されていて、その傾斜面には傾斜方向に延在する複数本のスリットが形成されていることを特徴としている。

この発明の構成によれば、集塵ユニットは鉛直面の捕集電極に浮遊微粒子を付着させると共に回収手段はその下方に位置するので、脱塵手段は、捕集電極から脱落させた浮遊微粒子を下方に自然落下させることで回収手段に向かって降下させることができる。したがって、集塵ユニットを設置したままメンテナンスを行うことができ、集塵ユニットを交換することなく、繰り返し使用することができる。

この発明の第１の実施形態である電気集塵装置の外観を示す斜視図である。 同電気集塵装置の概略構成を示す正面図である。 同電気集塵装置の概略構成を示す模式図である。 同電気集塵装置を利用する電気集塵システムの外観を示す斜視図である。 同電気集塵装置を利用する図４と異なる電気集塵システムの外観を示す斜視図である。 同電気集塵装置の整流板を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。 同電気集塵装置の集塵ユニットの概略構成を示す縦断面図である。 同集塵ユニットの上面図である。 同集塵ユニットの捕集部の内部構造を示す斜視図である。 同集塵ユニットの機能を説明する縦断面図である。 同電気集塵装置の脱塵ユニットの概略構成を示す平面図である。 同脱塵ユニットの概略構成を示す縦断面図である。 同脱塵ユニットの要部部品の構成を示す縦断面図である。 同脱塵ユニットの制御部を示す縦断面図である。 この発明の第２の実施形態である電気集塵装置の回収ボックスの構造を示す模式図である。

吸込口から吸い込んだ空気を排気口から排気する流路途中に、前記空気を上部から流入させ下部から流出させる態様で集塵ユニットを配置して前記空気内に含まれる浮遊微粒子を捕集する電気集塵装置であって、前記集塵ユニットは、コロナ放電を発生させることにより空気中の前記浮遊微粒子を帯電させる放電電極と、鉛直に立設され、前記放電電極により帯電された前記浮遊微粒子を電気的に付着させる捕集電極とから構成されており、前記集塵ユニットの流入口に向かって前記捕集電極の平行方向から当該流入口の全面に亘って圧縮空気を吹き付ける吹付手段を備えて、前記集塵ユニットの前記捕集電極から付着する前記浮遊微粒子を剥離させて脱落させる脱塵手段と、前記集塵ユニットの流出口の下方に位置して脱落する前記浮遊微粒子を回収する回収手段とを備えている。前記放電電極は、前記流路の上流側と下流側の両端側が開口する放電空間内に複数のニードル電極を水平面内に配列させると共に、前記放電空間を前記ニードル電極毎に形成するように該ニードル電極に対向する対向電極が配置される一方、前記捕集電極は、前記放電電極の前記放電空間に連続する空間を仕切って前記流路を複数に分割している。前記吸込口の開口面積は、前記集塵ユニットの流入口の開口面積よりも小面積に形成されていて、前記集塵ユニットの上部には、前記吸込口から吸い込まれて前記ダクトから流入する空気を当該集塵ユニットの流入口の全面に均等に流入させるように調整する整流板が配設されている。該整流板は、前記吸込口の全面に対面する面積を有する屋根型に形成されていて、その傾斜面には傾斜方向に延在する複数本のスリットが形成されている。

実施形態１

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態である電気集塵装置の外観を示す斜視図、図２は、同電気集塵装置の概略構成を示す正面図、図３は、同電気集塵装置の概略構成を示す模式図、図４は、同電気集塵装置を利用する電気集塵システムの外観を示す斜視図、図５は、同電気集塵装置を利用する図４と異なる電気集塵システムの外観を示す斜視図、図６は、同電気集塵装置の整流板を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図、図７は、同電気集塵装置の集塵ユニットの概略構成を示す縦断面図、図８は、同集塵ユニットの上面図、図９は、同集塵ユニットの捕集部の内部構造を示す斜視図、図１０は、同集塵ユニットの機能を説明する縦断面図、図１１は、同電気集塵装置の脱塵ユニットの概略構成を示す平面図、図１２は、同脱塵ユニットの概略構成を示す縦断面図、図１３は、同脱塵ユニットの要部部品の構成を示す縦断面図、図１４は、同脱塵ユニットの制御部を示す縦断面図である。

この実施形態の電気集塵装置１０は、工場内の溶接ヒュームを捕集するヒュームコレクタとして用いて好適なもので、図１及び図２に示すように、集塵ユニット１１及び脱塵ユニット５１を収納する本体ケース１０１が架台１０ｆ上に設置されており、本体ケース１０１の上部に吸込部１０２が配設される一方、本体ケース１０１の下部には回収ホッパ１１１が連結されて支持されている。回収ホッパ１１１は、本体ケース１０１の内部空間に連通する連通部１１２の下部に漏斗部１１３を備えており、連通部１１２の側面側に吸引ファン１２１が設置される一方、漏斗部１１３の下部に回収ボックス１３１が設置されている。

電気集塵装置１０は、図３に示すように、本体ケース１０１上部の吸込部１０２に開口する吸込口１０２ａを介して外部の空気を吸い込んで集塵ユニット１１の内部を経由させる際に、その空気内に含まれる浮遊微粒子を捕集する。その集塵ユニット１１の下流側では、通常稼動時には回収ホッパ１１１の連通部１１２を介して吸引ファン１２１が本体ケース１０１内を吸引する矢印Ｕで示す流路を形成する一方、メンテナンス時には回収ホッパ１１１の連通部１１２を介して脱塵ユニット５１が集塵ユニット１１から脱落させた塵埃を漏斗部１１３で受けて回収ボックス１３１内に収容する矢印Ｍで示す経路を形成する。

本体ケース１０１は、集塵ユニット１１上面の流入口１１ａよりも上部の吸込部１０２の吸込口１０２ａの開口面積を小面積にする（流路の断面積を絞る）ことにより、吸引ファン１２１の吸引力で外部の空気を吸い込む流速を向上させている。これにより、本体ケース１０１は、図４に示すように、吸込部１０２の吸込口１０２ａにダクト１４１を連結することで、そのダクト１４１先端に連結したフード１４２を任意の位置に設置することができ、吸込部１０２の吸込口１０２ａを延長して特定位置に発生する浮遊微粒子、例えば、工場内に発生する溶接ヒュームを周辺の空気（矢印Ａ１で図示）と共に吸引（集塵）する電気集塵システムを構築することができる。また、本体ケース１０１は、図５に示すように、吸込部１０２の吸込口１０２ａにＴ字型のダクト１４３を連結してその分岐両端部のそれぞれにフード１４４，１４４を連結すると共に、その一対のフード１４４，１４４に向けて送風する送風ファン１４５，１４５を設置することで、特定位置に発生する浮遊微粒子、例えば、工場内の溶接ヒュームの発生空間内の空気（一点鎖線Ａ２で図示）を、吸込口１０２ａを延長したフード１４４，１４４に吹き込んで吸引（集塵）する電気集塵システムを構築することができる。

この本体ケース１０１は、図１〜図３に戻って、吸込部１０２内には、吸込口１０２ａと集塵ユニット１１上面の流入口１１ａとの間に介在するように整流板１０３が設置されている。整流板１０３は、詳細には、図６に示すように、吸込口１０２ａの全面に対面する面積を有する屋根型に形成されており、その傾斜面１０３ａには傾斜方向に延在する複数本のスリット１０３ｂが形成されている。これにより、本体ケース１０１は、吸引ファン１２１の吸引力で吸込口１０２ａから吸い込まれる空気がそのまま集塵ユニット１１の流入口１１ａに流入するのを整流板１０３で妨げることにより、その吸い込んだ空気が偏った流量で流入することなく、整流板１０３の傾斜面１０３ａで周囲に流されると共にスリット１０３ｂから下方にも流されて集塵ユニット１１の流入口１１ａの全面に均等に流入させることができる。

吸引ファン１２１には、モータ１２１ｍで回転させることにより機能するターボ型遠心ファンが取り付けられており、上流側にダクト１２２が連結されると共に、下流側に排気管１２９が連結されることにより、本体ケース１０１側の空気を回収ホッパ１１１の連通部１１２を介して吸引して排気するようになっている。吸引ファン１２１の上流側のダクト１２２は、回収ホッパ１１１の連通部１１２の側面に開口する連通口１１２ａに連結接続されており、キャンバス地で作製された伸縮部１２３の先端側に、内部のダンパ板１２４ａを回転させることで流路を開閉する回収ダンパ部１２４が連設されて連通口１１２ａを開閉可能にしている。

回収ホッパ１１１の漏斗部１１３は、漏斗形状の先端に、内部のダンパ板１１４ａを回転させることで流路を開閉する回収ダンパ部１１４が連設されて、回収ボックス１３１の上面に開口する連通口１３１ａに連結接続されており、その回収ダンパ部１１４が回収ボックス１３１の連通口１１２ａを開閉可能にしている。

回収ボックス１３１は、観音開きに開閉する扉１３２を前面側に備えており、メンテナンス時に脱塵ユニット５１が集塵ユニット１１から脱落降下させて回収ホッパ１１１の漏斗部１１３で受けた浮遊微粒子の塵埃を収容する集塵袋１３３をその扉１３２を開閉して交換可能にセットするようになっている。

次に、この電気集塵装置１０の稼動時における心臓部である集塵ユニット１１を説明する。集塵ユニット１１は、図７及び図８に示すように、コロナ放電を起こして溶接ヒューム等の空気中の浮遊微粒子を帯電させるコロナ放電部１２と、このコロナ放電部１２の風下（下流）側に配設されてコロナ放電部１２にて帯電した浮遊微粒子を電気的に捕集する電気的捕集部１３と、前後両面開口の箱型フレーム１４とから概略構成されている。

コロナ放電部１２は、尖った針先を風下側に向けて縦横に配置された複数のニードル電極１６，１６，…と、これら複数のニードル電極１６，１６，…が縦方向及び横方向に沿って互いに所定の間隔を開けて格子状（マトリックス状）に配列された状態になるようにそのニードル電極１６，１６，…を支持固定する格子状（網状）の支持電極１７と、支持電極１７の風下側に、各ニードル電極１６と１対１の対極をなす態様で配設され、かつ、空気の通路を構成するために両端開放された複数のセル状の対向電極（以下、セル電極という）１８，１８，…とを有して構成されている。

各ニードル電極１６は、表面がニッケルメッキ（酸化防止処理）されたステンレス鋼製の尖った針先１９と、この針先１９を支える太径円柱状の胴体部２１と細径円柱状の根元部２２とからなっている。また、支持電極１７は、平板な格子状の金属部材であり、この支持電極１７には、ニードル電極１６の根元部２２が各格子点上に穿孔されている取付穴に嵌入された後にかしめ技術を用いて支持固定されている。また、支持電極１７の両端部及び中央部の側部には、連結用金属棒２３，２３，２３が取り付けられ、機械的電気的に接続されている。これらの連結用金属棒２３，２３，２３と支持電極１７とを経由して、ニードル電極１６，１６，…への電圧印加がなされる。すなわち、連結用金属棒２３，２３，２３を介して各ニードル電極１６が所定の正電位に保たれる。一方、セル電極１８，１８，…は、後述する捕集電極板２５，２５，…と同様に、所定の負電位又は接地電位に保たれ、ニードル電極１６，１６，…との間でコロナ放電を起こす電位差を形成する。

ここで、この各連結用金属棒２３の両端部には、絶縁性被覆が施されたナット等の固定具２４が取り付けられ、連結用金属棒２３は、固定具２４によって箱形フレーム１４に固定されている。また、セル電極１８，１８，…は、幅略１０〜２０ｍｍの多数の電極平板を縦横に組み付けて、両端開口で正方形のセル（ニードル電極１６の針先１９を収める奥行き略１０〜２０ｍｍの小室）として形成され、ニードル電極１６，１６，…と１対１の対極をなす態様で、全体として、格子状に配列されている。なお、セル電極１８の一辺の長さは、集塵効率上、１０〜３０ｍｍの範囲が適当で、１５〜２５ｍｍの範囲が一段と好適である。

電気的捕集部１３は、図９にも示すように、金属平板からなる捕集電極板２５，２５，…と、同じく金属平板からなる偏向電極板２６，２６，…とがニードル電極１６，１６同士の配置間隔よりも狭い間隔で互いに対面する平行状態で交互になるように箱型フレーム１４に取り付けられている。捕集電極板２５，２５，…は、直交する姿勢の捕集電極連結板２７、２８，２８，…のスリット状切欠き２７ａ，２８ａ，２８ａ…内にスリット状切欠き２５ａを嵌め込むことにより、所定の取付間隔で、かつ互いに平行に取り付けると共に、捕集電極板２５，２５同士を電気的に接続する。同様に、偏向電極板２６，２６，…は、直交する姿勢の偏向電極連結板２９，３１，３１，…のスリット状切欠き２９ａ，３１ａ，３１ａ…内にスリット状切欠き２６ａ嵌め込むことにより、所定の取付間隔で、かつ互いに平行に取り付けると共に、偏向電極板２６，２６同士を電気的に接続する。すなわち、捕集電極板２５，２５，…は、捕集電極連結板２７、２８，２８，…を介して所定の負電位又は接地電位に保たれ、ニードル電極１６，１６，…によって帯電させられた浮遊微粒子を静電気力で吸引捕集する機能を有している。この例では、各捕集電極板２５は、箱型フレーム１４に取り付けれた不図示の捕集電極接続手段を介して電気的に接続されることによって、接地電位に保たれる。一方、偏向電極板２６，２６，…は、偏向電極連結板２９，３１，３１，…を介して所定の正電位に保たれ、傍を通過する帯電した浮遊微粒子に捕集電極板２５，２５，…へ向かう偏向力を付与する役割を担っている。各偏向電極板２６への電圧印加は、不図示の偏向電極接続手段を介して行われる。

この構成により、集塵ユニット１１は、装置運転（稼動）時に、コロナ放電部１２では、ニードル電極１６，１６，…とセル電極１８，１８，…との間に、ニードル電極１６，１６，…側が正電位に、セル電極１８，１８，…側が負電位又は接地電位となる結線態様で、図示せぬ高圧直流電源から、例えば５ｋＶ程度の直流電圧が印加される。同様に、電気的捕集部１３では、捕集電極板２５，２５，…と、偏向電極板２６，２６，…との間に、偏向電極板２６，２６，…側が正電位に、捕集電極板２５，２５，…側が負電位又は接地電位となる結線態様で、図示せぬ高圧直流電源から、例えば５ｋＶ程度の直流電圧が印加される。なお、ニードル電極１６，１６，…への電圧印加は、支持電極１７を経由して行われる。

この状態において、コロナ放電部１２では、図１０に示すように、ニードル電極１６，１６，…の針先１９の廻りで一様なコロナ放電が持続的安定的に起きてイオン化空間領域１２ａが形成される。このとき、吸引ファン１２１の吸引力によって、本体ケース１０１内に吸い込まれる汚れた空気が、コロナ放電部１２（イオン化空間領域１２ａ）を通過すると、まず、イオン化エネルギの低い酸素が電離してプラスイオンとなり、これが溶接ヒューム等の微粒子ｐ，ｐ，…に付着して微粒子ｐ，ｐ，…自身にプラスイオンの電荷を持たせる。すると、電荷を持った微粒子ｐ，ｐ，…は、次の電気的捕集部１３（捕集電極板２５，２５，…と、偏向電極板２６，２６，…との間）を通過する際、捕集電極板２５，２５，…に近いものは負電位又は接地電位の捕集電極板２５，２５，…に吸着され、捕集電極板２５，２５，…の極板から離れている微粒子ｐ，ｐ，…は、偏向電極板２６，２６，…の極板の正電位により、反発力（クーロン力）を受けて、捕集電極板２５，２５，…の極板の方向に押しやられて、捕集電極板２５，２５，…に吸着される。このようにして、清浄化された空気は、吸引ファン１２１の排出力によって、再び、室内に戻される。

そして、電気集塵装置１０は、図１〜図３に戻って、観音開きに開閉する扉１０４を前面側に備えており、メンテナンス時に開放して集塵ユニット１１を着脱することができるようになっている。この集塵ユニット１１は、吸引ファン１２１の吸引力で吸込部１０２の吸込口１０２ａから吸い込む空気を上方から取り込んで下方に排出するように本体ケース１０１内に設置されている。このとき、排気ダンパ部１２４は、ダンパ板１２４ａを回転させて回収ホッパ１１１の連通部１１２の連通口１１２ａを開放する一方、回収ダンパ部１１４は、ダンパ板１１４ａを回転させて回収ボックス１３１の連通口１３１ａ（回収ホッパ１１１の漏斗部１１３）を閉塞した状態にする。すなわち、集塵ユニット１１は、コロナ放電部１２が電気的捕集部１３の上部に位置して捕集電極板２５，２５，…や偏向電極板２６，２６，…が鉛直姿勢になるように設置されることにより、処理する空気がニードル電極１６，１６，…とセル電極１８，１８，…との間のイオン化空間領域１２ａを通過した後に、捕集電極板２５，２５，…と偏向電極板２６，２６，…との間を通過することで、帯電状態の微粒子ｐ，ｐ，…が捕集電極板２５，２５，…に静電吸着させて捕集されるようになっている。

要するに、集塵ユニット１１は、前後両面開口の箱型フレーム１４が水平姿勢で並列状態（図１１を参照）に本体ケース１０１に取り付けられることで、格子状（網状）の支持電極１７が上面に位置してセル電極１８，１８，…（ニードル電極１６，１６，…）がマトリックス状に配列されていると共に、本体ケース１０１内を通過する空気の流入口１１ａと流出口１１ｂが上下に大きく開口するように設置されている。この結果、集塵ユニット１１では、本体ケース１０１の吸込部１０２の吸込口１０２ａから吸い込まれる空気が整流板１０３により流入口１１ａの全面に均等に流入することで、コロナ放電部１２及び電気的捕集部１３の全体が均等に機能して、捕集電極板２５，２５，…の全体で溶接ヒューム等の浮遊する微粒子ｐ，ｐ，…を吸着捕集することができる。

次に、この電気集塵装置１０のメンテナンス時における心臓部である脱塵ユニット５１を説明する。脱塵ユニット５１は、図１〜図３に戻って、集塵ユニット１１上面の流入口１１ａに対面するように取り付けられており、図１１及び図１２に示すように、集塵ユニット１１上面の流入口１１ａを大きく露出させている。

この脱塵ユニット５１は、集塵ユニット１１上面の流入口１１ａの短尺辺と平行な姿勢を保ったままスライドするスライドプレート５２と、集塵ユニット１１上面の流入口１１ａの外側の長尺辺と平行に設置されてスライドプレート５２をスライド自在に支持する一対のレール５４，５４と、一対のレール５４，５４の両端側で直交する方向（前記短尺辺と平行方向）の姿勢で回転自在に軸受け５５，５５，…により軸支されている一対の回転軸５６，５７と、一対の回転軸５６，５７の両端側に固設されているプーリ５８，５８，…と、一対の回転軸５６，５７のプーリ５８，５８，…の一端側及び他端側毎に巻き掛けられていると共にスライドプレート５２の両端側が固設されている一対の駆動ベルト５９，５９（レール５４の下部に位置して破線で図示）と、一方の回転軸５６のプーリ５８，５８間に固設されている小プーリ６１と、駆動回転軸に小プーリ６２が固設されている駆動モータ６３と、回転軸５６及び駆動モータ６３の小プーリ６１，６２に巻き掛けられる伝達ベルト６４とを備えている。

また、脱塵ユニット５１は、スライドプレート５２の延在方向に並列されている複数本の噴射器７１，７１，…と、噴射器７１，７１，…毎に接続されて圧縮空気を供給する供給チューブ７２，７２，…と、供給チューブ７２，７２，…を収納する状態でＵ字形状に湾曲した後にスライドプレート５２に一端側が固設されることによりそのスライドプレート５２のスライドに追従して湾曲位置を変化させることで噴射器７１，７１，…毎に接続する供給チューブ７２，７２，…を損傷から保護する保護カバー７３と、供給チューブ７２，７２，…に供給する圧縮空気の切替制御をする不図示のバルブ及び駆動モータ６３のドライバユニット７５（図１４に図示）等を収納する制御ボックス７４とを備えている。

この構成により、脱塵ユニット５１は、駆動モータ６３の駆動力で回転軸５６を伝達ベルト６４を介して正逆回転させることができ、その正逆回転を回転軸５６、５７のプーリ５８，５８，…に巻き掛けられている駆動ベルト５９，５９を介して伝達することにより、スライドプレート５２を正逆方向に駆動させて集塵ユニット１１上面と平行の姿勢を保持したままスライドさせることができる。また、脱塵ユニット５１は、スライドプレート５２と共に噴射器７１，７１，…を同一方向にスライドさせつつその噴射器７１，７１，…から圧縮空気を噴射させることができ、集塵ユニット１１の流入口１１ａから内部に圧縮空気を吹き付けて電気的捕集部１３の捕集電極板２５，２５，…に付着する溶接ヒューム等の浮遊微粒子ｐ，ｐ，…を剥離させて脱落させることができる。すなわち、脱塵ユニット５１は、打撃するなどして振動を加えることで、装置フレームなどを変形させてしまったり、ネジ止めを緩めてしまうことなく、集塵ユニット１１に溜まった溶接ヒューム等の浮遊微粒子ｐ，ｐ，…の塵埃を脱落させることができる。

噴射器７１は、図１３に示すように、圧縮空気を供給する供給チューブ７２を所謂、スエジロック等で気密に接続する接続部８１と、接続部８１を介して供給チューブ７２に連通状態に接続されて圧縮空気を供給されると共に先端から噴出する噴射チューブ８２と、噴射チューブ８２を内部に収納する外装カバー８３と、噴射チューブ８２及び外装カバー８３の間に位置して延長方向にスライド自在に内蔵されている円筒部材８４とを備えている。噴射器７１は、外装カバー８３の外面の長手方向にスリット８３ａが開口していると共に、円筒部材８４の外面にはネジ８５をネジ止めするネジ止め部８４ａが形成されており、ネジ８５を緩めて円筒部材８４の固定位置をスライドさせることにより、その円筒部材８４の内部に噴射チューブ８２を完全に収納したり、その噴射チューブ８２の先端部８２ａを露出させる状態に調整することができる。

この構成により、脱塵ユニット５１の噴射器７１は、噴射チューブ８２の先端部８２ａを円筒部材８４内に完全に収納して圧縮空気の噴射方向を概略固定することができるのに加えて、その円筒部材８４からの露出量を調整することで、噴射チューブ８２の先端部８２ａを噴射する圧縮空気の噴射力で外装カバー８３内で変動させる（所謂、暴れる）ことができ、図１２に図示するように圧縮空気を末広がりの方向に噴射することができる。

また、脱塵ユニット５１は、図１４に示すように、ＣＰＵ（central processing unit）からなる制御部７５ａと、清掃メンテナンスの処理手順（方法）を実行するプログラム等の各種プログラムを格納すると共にワークエリアとして利用されるメモリ７５ｂと、駆動モータ６３に電流を供給／遮断して駆動／停止させるモータドライバ７５ｃと、供給チューブ７２，７２，…に圧縮空気を供給／遮断する不図示のバルブを駆動させるバルブドライバ７５ｄとを備えるドライバユニット７５を制御ボックス７４内に搭載している。この脱塵ユニット５１は、不図示のコンプレッサが圧縮空気を供給可能にバルブドライバ７５ｄに接続されており、制御部７５ａが予め設定されている日時、例えば、３日〜１週間毎の就業時間後の２０時等に自動的に、あるいは、手動で起動させることにより、噴射器７１，７１，…から圧縮空気を噴射しての清掃メンテナンスを開始する。具体的には、モータドライバ７５ｃがスライドプレート５２を集塵ユニット１１上面に対面する状態のまま往復させるスライドを開始するのと同時に、バルブドライバ７５ｄは集塵ユニット１１毎に４本ずつ配列されているうちの半分（２本）の噴射器７１，７１に圧縮空気を供給して設定回数往復させた後に、同様に、残りの半分（２本）の噴射器７１，７１に圧縮空気を供給して設定回数往復させて全面を走査するようになっている。このとき、噴射器７１は、隣接する２本を同時に噴射させるのでも、又は、１本置きに噴射させるのでも良く、あるいは、内側の２本と外側の２本とで組み合わせても良い。また、排気ダンパ部１２４は、ダンパ板１２４ａを回転させて回収ホッパ１１１の連通部１１２の連通口１１２ａを閉塞する一方、漏斗部１１３の回収ダンパ部１１４は、ダンパ板１１４ａを回転させて回収ボックス１３１の連通口１３１ａを開放する状態にしておく。

これにより、電気集塵装置１０は、例えば、複数本の噴射器７１，７１，…に対して、圧縮空気を生成するコンプレッサの容量が小さい場合でも、並列されている噴射器７１を順次に選択して往復移動させることで、集塵ユニット１１の流入口１１ａの全面に亘って噴射チューブ（噴出口）８２から噴射する圧縮空気を高圧に吹き付けることができ、電気的捕集部１３の捕集電極板２５，２５，…に付着する溶接ヒューム等の浮遊微粒子ｐ，ｐ，…を効果的に剥離させて脱落させることができる。

このように、この実施形態によれば、集塵ユニット１１の鉛直姿勢の捕集電極板２５，２５，…に付着する浮遊微粒子の塵埃を脱落させて下方に位置する回収ボックス１３１内に自然落下させることができ、定常駆動可能な状態のまま集塵ユニット１１の集塵能力を回復させることができる。したがって、本体ケース１０１の扉１０４を開閉して集塵ユニット１１を交換することなく、例えば、就業時間外にメンテナンスを行ってそのまま繰り返し稼動させることができる。

実施形態２

次に、図１５は、この発明の第２の実施形態である電気集塵装置の回収ボックスの構造を示す模式図である。ここで、この実施形態は、上述の実施形態と略同様に構成されていることから、同様の構成には、同一の符号を付して特徴部分を説明する。

この実施形態の電気集塵装置１０の回収ボックス２３１は、図１５に示すように、回収ホッパ１１１の漏斗部１１３に回収ダンパ部１１４を介して連結接続されており、その回収ダンパ部１１４のダンパ板１１４ａを回転させることで上部天井面の一端側に開口する連通口２３１ａを開閉するようになっている。

回収ボックス２３１は、連通口２３１ａの反対側の側面に連通口２３１ｂが開口してターボ型遠心ファンの吸引ファン２４１が取り付けられており、この吸引ファン２４１は、回収ボックス２３１内を吸引して排気管２４９から排気するようになっている。

また、回収ボックス２３１は、連通口２３１ａ、２３１ｂの間が複数の隔壁で複数の小部屋に直列に連通する状態に仕切られており、ここでは、２枚の隔壁２３２，２３３で３つの小部屋２３４〜２３６に仕切られている。小部屋２３４，２３５の間の隔壁２３２には、上部に連通口２３２ａが開口する一方、小部屋２３５，２３６の間の隔壁２３３には、中間部に連通口２３３ａが開口して、小部屋２３６には、吸引ファン２４１の前段に位置するように複数枚の排気フィルタ２３７，２３７，２３７が設置されている。

これにより、回収ボックス２３１では、脱塵ユニット５１が稼動して噴射器７１，７１，…から圧縮空気を噴射するのと同時に、吸引ファン２４１の吸引力で回収ホッパ１１１内を吸引することができる。このため、回収ボックス２３１では、集塵ユニット１１の流入口１１ａ側から圧縮空気が電気的捕集部１３の捕集電極板２５，２５，…に吹き付けられて自然落下する溶接ヒューム等の浮遊微粒子の塵埃を強制的に回収ボックス２３１内に吸引することができる。

このとき、回収ボックス２３１内では、空気中に含まれる浮遊微粒子は、連通口２３１ａを介して前段の小部屋２３４内に自然落下と共に吸引力で降下した後に、隔壁２３２の上部に開口する連通口２３２ａに向かって戻るように減速して上昇する（上下方向に蛇行する）ことになるので、その多くは下方に降下して溜まる。また、その流れに乗って隣の小部屋２３５内に隔壁２３２上部の連通口２３２ａを介して侵入した浮遊微粒子も同様に、隔壁２３３の中間部に開口する連通口２３３ａに向かって戻るように減速して上昇することになるので、その多くが下方に降下して溜まる。さらに、これら小部屋２３４、２３５内に溜まらずに隔壁２３３の連通口２３３ａを抜けた浮遊微粒子も排気フィルタ２３７で空気中から取り除いて回収することができる。

このように、この実施形態によれば、上述の実施形態の作用効果に加えて、脱塵ユニット５１が集塵ユニット１１の電気的捕集部１３の捕集電極板２５，２５，…から剥離（脱落）させて回収ホッパ１１１の漏斗部１１３を介して回収ボックス２３１内に回収する浮遊微粒子を吸引ファン２４１で強制的に吸引すると共に上下方向に蛇行させて効果的かつ迅速に回収することができ、その回収ボックス２３１内でも迅速に落ち着かせることができる。

以上、この発明の一実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明は、ニードル電極が風下に向かって、浮遊微粒子を捕集する捕集電極に対向する姿勢で設置される構造に限るものではなく、そのニードル電極が風上に向かう姿勢で設置される構造の集塵ユニットにも適用することができ、また、ニードル電極に限らずに、放電線でコロナ放電を発生させる電気集塵装置にも適用することができる。

この発明は、溶接ヒュームの浮遊微粒子の集塵に限らず、他の浮遊微粒子の集塵にも広く適用することができ、オフィス、レストラン、遊技施設、工場、住宅等の室内で浮遊するタバコの煙、トナー、炭素微粒子等のように乾燥状態の浮遊微粒子を対象として集塵する装置にも好適に広く適用することができる。

１０ 電気集塵装置
１１ 集塵ユニット
１１ａ 流入口
１１ｂ 流出口
１２ コロナ放電部
１２ａ イオン化空間領域（放電空間）
１３ 電気的捕集部
１６ ニードル電極（放電電極の一部）
１８ セル電極（放電電極の一部、対向電極）
２５ 捕集電極板（捕集電極）
２６ 偏向電極板
５１ 脱塵ユニット（脱塵手段）
７１ 噴射器（吹付手段）
８２ 噴射チューブ（噴射部材、噴出口）
８３ 外装カバー
１０２ 吸込部
１０２ａ 吸込口
１０３ 整流板
１１１ 回収ホッパ
１１２ 連通部（回収入口に相当）
１１３ 漏斗部
１１４ 回収ダンパ部（回収ダンパ）
１２１ 吸引ファン（排気吸引手段）
１２４ 排気ダンパ部（排気ダンパ）
１２９，２４９ 排気管（排気口）
１３１，２３１ 回収ボックス（回収手段）
１３３ 集塵袋
１４１，１４３ ダクト
１４２，１４４ フード（吸込口）
１４５ 送風ファン
２３１ａ 連通口（回収出口に相当）
２３２，２３３ 隔壁
２３２ａ，２３３ａ 連通口
２３４〜２３６ 小部屋（回収空間、回収部屋）
２３７ 排気フィルタ
２４１ 吸引ファン（回収排気手段）
ｐ 浮遊微粒子

Claims (11)

1. 吸込口から吸い込んだ空気を排気口から排気する流路途中に、前記空気を上部から流入させ下部から流出させる態様で集塵ユニットを配置して前記空気内に含まれる浮遊微粒子を捕集する電気集塵装置であって、
   前記集塵ユニットは、コロナ放電を発生させることにより空気中の前記浮遊微粒子を帯電させる放電電極と、鉛直に立設され、前記放電電極により帯電された前記浮遊微粒子を電気的に付着させる捕集電極とから構成されており、
   前記集塵ユニットの前記捕集電極から付着する前記浮遊微粒子を剥離させて脱落させる脱塵手段と、前記集塵ユニットの流出口の下方に位置して脱落する前記浮遊微粒子を回収する回収手段とを備えてなると共に、
   前記吸込口の開口面積は、前記集塵ユニットの流入口の開口面積よりも小面積に形成されていて、
   前記集塵ユニットの上部には、前記吸込口から吸い込まれて前記ダクトから流入する空気を当該集塵ユニットの流入口の全面に均等に流入させるように調整する整流板が配設されていると共に、
   該整流板は、前記吸込口の全面に対面する面積を有する屋根型に形成されていて、その傾斜面には傾斜方向に延在する複数本のスリットが形成されていることを特徴とする電気集塵装置。
2. 前記集塵ユニットの前記放電電極は、前記流路の上流側と下流側の両端側が開口する放電空間内に複数のニードル電極を水平面内に配列させると共に、前記放電空間を前記ニードル電極毎に形成するように該ニードル電極に対向する対向電極が配置される一方、
   前記集塵ユニットの前記捕集電極は、前記放電電極の前記放電空間に連続する空間を仕切って前記流路を複数に分割することを特徴とする請求項１記載の電気集塵装置。
3. 前記脱塵手段は、前記集塵ユニットの流入口に向かって前記捕集電極の平行方向から当該流入口の全面に亘って圧縮空気を吹き付ける吹付手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電気集塵装置。
4. 前記脱塵手段の前記吹付手段は、前記流入口に対向する対向面内で水平方向に前記圧縮空気の噴出口を移動させて前記流入口の全面を走査させることを特徴とする請求項３記載の電気集塵装置。
5. 前記脱塵手段の前記吹付手段は、前記圧縮空気の噴出方向と平行になる姿勢で外装カバー内に収納されていると共に該圧縮空気の上流側端部で揺動自在に該外装カバー内に支持される噴射部材を有して、該噴射部材の先端に前記噴出口が形成されていることを特徴とする請求項４記載の電気集塵装置。
6. 前記回収手段は、前記集塵ユニットの流出口の全面に対向するように開口する回収入口から下方に向かって開口面積を絞られて回収出口の開口する回収ホッパと、該回収ホッパの前記回収出口に連通して前記浮遊微粒子の回収空間を備える回収ボックスと、該回収ボックス内を吸引して外部に排気する回収排気手段と、前記回収ボックスの下流側に配設されて前記回収排気手段が排気する空気内に含まれる前記浮遊微粒子を除去する排気フィルタとを備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１に記載の電気集塵装置。
7. 前記回収手段の前記回収ボックスは、前記回収ホッパの前記回収出口と、前記排気フィルタの上流側との間の前記回収空間を複数に仕切って回収部屋を直列させており、
   前記回収ホッパの前記回収出口は、最上流の前記回収部屋の天井面に開口して前記回収空間に連通すると共に、該回収空間の全体では前記空気を上下方向に蛇行させるように前記回収部屋の間を連通させる連通口が形成されていることを特徴とする請求項６記載の電気集塵装置。
8. 前記集塵ユニットと前記回収手段との間の側方に前記排気口が配設されており、前記空気を前記吸込口から吸い込んで前記集塵ユニット内を経由するように吸引して前記排気口から排気する排気吸引手段を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１に記載の電気集塵装置。
9. 前記集塵ユニットの流出口の下流側には、前記排気口に連通する流路を開閉する排気ダンパと、前記回収手段に連通する流路を開閉する回収ダンパとを備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１に記載の電気集塵装置。
10. 請求項１乃至９の何れか１に記載の電気集塵装置を備える電気集塵システムであって、
    前記電気集塵装置の前記吸込口に向けて遠隔位置から送風する送風ファンを１台又は２台以上備えることを特徴とする電気集塵システム。
11. 請求項４乃至１０の何れか１に記載の電気集塵装置のメンテナンス方法であって、
    前記電気集塵装置は、前記脱塵手段が前記噴出口から前記圧縮空気を噴出する前記吹付手段を備えて、該吹付手段は、前記集塵ユニットの流入口の幅方向の全長に亘って前記圧縮空気を吹き付け可能に前記噴出口が並列されていると共に、該幅方向と直交する方向に移動して前記流入口の全面に前記圧縮空気を吹き付けるようになっており、
    当該吹付手段は、前記噴出口を順次に選択して前記圧縮空気を噴出させることにより前記流入口の前記幅方向の一部に吹き付けつつ該幅方向と直交する方向に移動することを繰り返して、前記流入口の全面に前記圧縮空気を吹き付けることを特徴とする電気集塵装置のメンテナンス方法。

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